پایان نامه پتروشيمي
1-1- كليات
از قديم الايام آب را عامل حيات ميدانستند. زندگي انسان و حيوانات و گياهان بدون آب ممكن نيست، علاوه بر موارد مذكور پيشرفتهاي عظيم صنعتي در هر اجتماعي بوجود و فراواني آب مربوط ميباشد. آب مورد نياز كليه فعاليتهاي انسان در هر مصرفي تابع كيفيت شيميايي خاصي است و بندرت اتفاق ميافتد از يك منبع آب بتوانيم در تمام مصارف استفاده نمائيم، براساس شواهد موجود اجتماعات ميزان آب مصرفي معيار تشخيص پيشرفتهاي بهداشتي مردم آن اجتماع است، خلاصه كلام آب كه به مصداق «وجعلنا من الماء كل شيء حي» آغازگر حيات بوده، ادامه دهنده حيات نيز ميباشد و زندگي انسان و تمام موجوداتي كه بنحوي با او در ارتباط هستند بدون آب امكانپذير نخواهد بود.
آبهاي مصرف شده در زندگي بنحوي به منابع اوليه برگردانيده ميشود ولي اغلب آبي كه پس از كاربرد به منابع اوليه خود برگرانيده ميشود همان آب اوليه نيست بلكه بصورت مايعي است كه علاوه بر تشكيل دهندههاي آب مصرفي انتقال دهنده انواع و اقسام موادي است كه در زندگي روزمره مورد استفاده انسان واقع شده است.
مهمترين مواد موجود در آبهاي مصرف شده بوسيله انسان ميتوان به پروتئين، چربيها، كربوهيدراتها، مواد پاك كننده صابوني يا دترجنتها اشاره نمود. اگر آبهاي مصرف شده كه به منابع اوليه خود برگردانيده ميشود حاصل فعاليتهاي صنعتي باشد محتوي هزاران تركيب شيميايي كه در صنايع مورد مصرف قرار گرفته خواهد بود.
معمولاً آبهاي مصرف شده روزانه بوسيله انسان را كه به محيط برميگردانند، فاضلاب محلول رقيقي است كه 9/99% آنرا مواد جامد يا ساير مواد تشكيل داده است، فاضلاب علاوه بر موادي كه قبلاً نام برده شد ممكن است محتوي عوامل بيولوژيكي و باكتريهاي بيماريزا نيز باشد.
مجموعاً هرگونه تغييري در كيفيت منابع آب در دنيا در اثر تخليه فاضلاب يا پساب رخ دهد بنحوي كه به سادگي و يا با تصفيه اندك نتوانيم از اين منابع در مصارف عادي استفاده نمائيم آلودگي گويند. بنابراين اولين نتيجه فعاليتهاي اجتماعي و صنعتي انسان به صورت ويرانگري و تخريب محيط زندگي از طريق آلوده سازي منابع آب ـ خاك ـ هوا و تمام چيزهايي كه در بهتر زيستن او دخالت دارند ظاهر ميشود. متأسفانه بْعد اين ويرانگري به علت پيشرفتهاي اجتماعي و صنعتي به حدي رسيده است كه حتي براي خود انسان غيرقابل تحمل شده است و ناچاراً مسائل مربوط به آلودگي محيط را بصورت منطقهاي و جهاني در نشستهاي مختلف مورد بررسي و بحث قرار داده تا راه حلهاي مناسبي براي مبارزه با آلودگيها پيدا كند.
عواملي چون افزايش جمعيت، پيشرفتهاي تكنولوژي، بهاي اندكي كه انسان براي محيط زيست بعلت رايگان بودن قائل است و بسياري عوامل ديگر در تشديد ويرانگري محيط مؤثر است، بعضي از جامعه شناسان عامل فقر اجتماعي را نيز يكي از عوامل مهم آلودهسازي محيط ميدانند، بقول جامعهشناسان بينالمللي جهان درگير 3 نوع بيماري است، آلودگي، جمعيت و فقر.
تنها آبهاي سطحي نيستند كه در معرض آلودگيهاي ناشي از فعاليتهاي اجتماعي و صنعتي انسان قرار گرفتهاند بلكه تخليه فاضلاب و پسات در زمين ميتواند آبهاي زيرزميني را بشدت آلوده سازد. در بعضي شهرهاي ايران در اثر اينگونه آلودگيها به غلظت بسيار بالاي يون نيترات كه گاهي تا 3 برابر حد مجاز استاندارد جهاني است برميخوريم. اين موضوع مؤيد اين است كه نفوذ مقادير زيادي فاضلاب در زمين به مرور خاصيت تصفيه خاك را زايل نموده و لايههاي خاك كه ميتوانستند سهم مهمي در تغييرات كيفيت فاضلاب دفعي در زمين داشته باشند ديگر قادر به انجام اين تغييرات نيستند از اين رو تشكيل دهندههاي فاضلاب بدون هيچ تغييري به آبهاي زيرزميني ميپيوندد. در اينگونه موارد تنها راه چاره نجات آبهاي زيرزميني از آلودگي جمعآوري و دفع بهداشتي فاضلاب شهري است.
در بعضي نقاط آلودگيهاي حاصل از تخليه فاضلاب در زمين منحصر به بالا رفتن غلظت يون نيترات نيست بلكه آبهاي زيرزميني از ناحيه بالا رفتن غلظت يون فلزات سنگين ـ دترجنت و آلودگيهاي ميكروبيولوژيكي مورد تهديد قرار گرفتهاند.
خساراتي كه در اثر آلودگي آبهاي سطحي بصورت مرگ و مير آبزيان مخصوصاً ماهيها كه نقش مهمي در تأمين پروتئين انسان به عهده دارند در دنيا اتفاق كم نيست و حتي اين قبيل مرگ وميرها در كشور ما نيز به كرات اتفاق افتاده است و نيازي به ذكر مواردي از آنها نيست. كمتر اتفاق ميافتد كه حداقل سالي چند مورد نشت نفت در سواحل كشورهاي مختلف ديده نشود، بعضي مواقع تعداد پرندگان ساحلي تلف شده يك كشور در اثر اينگونه آلودگيها به چند صدهزار ميرسد.
2-1- انواع فاضلاب و خصوصيات آنها
در اجتماعات معمولاً 3 نوع فاضلاب بشرح زير وجود دارد:
- فاضلاب شهري كه شامل موارد زير است:
ـ فاضلابهاي ناشي از مسائل بهداشت فردي
ـ فاضلاب ناشي از شستشوي لباس و ظروف
ـ فاضلاب حاصل از شستشوي عموي منازل
2) پسابهاي صنعتي
- نشد آبها
در اجتماعات شهري ممكن است فاضلاب به تنهاي يا به صورت مخلوط با پسابهاي صنعتي جمعآوري و مورد تصفيه قرار گيرد. گاهي اوقات به منظور احتراز از مشكلات اختلاط پساب و فاضلاب، انجام تصفيه مقدماتي بر روي پسات قبل از اختلاط توصيه ميشود.
فاضلاب شهري را از نظر تركيب فيزيكي و شيميايي و بيولوژيكي در سه گروه قوي، متوسط و ضعيف مطابق جدول شماره (1-1) طبقهبندي نمودهاند. رنگ فاضلاب شهري كه نشاندهنده عمر آن است در صورت تازه بودن خاكستر است و اگر كهنه و گنديده باشد تيره تا سياه خواهد بود.
بوي فاضلات كه ناشي از متلاشي شدن مواد آلي آن تحت فعاليت باكتريهاي غيرهوازي با گازهاي موجود در آن است، در صورت تازه بودن بوي شبيه كف صابون يا بوي ناداشته و اگر كهنه باشد بوي آن شبيه بوي تخم مرغ گنديده است.
PH يا حالت اسيدي يا قليايي فاضلاب از خواص و كيفيتهاي مهم آن بوده كه اغلب در تصفيه آن نقش مهمي دارد
معمولاً براي اطلاع از كيفيت فاضلاب شهري يا پساب صنعتي اقدام به نمونه برداري و انجام آزمايشات لازم بر روي نمونههاي اخذ شده مينمايد. در نمونهبرداري كه ممكن است ساعتي يك نمونه يا دو ساعت و بالاخره هر چهار ساعت يك نمونه باشد ميتوان نمونههاي اخذ شده را تك تك مورد آزمايش قرار داد و براساس دبي فاضلاب در وقت نمونهبرداي و حجمي از آن كه براي آزمايش مورد نياز ميباشد از مخلوط نمونههاي اخذ شده نمونه واحدي نيز تهيه و مورد آزمايش قرار داد. توضيح فوق مؤيد اين است كه در هنگام نمونهبرداري ساعتي از فاضلاب اندازهگيري دبي ضرورت خواهد داشت.
جدول 1-1 طبقه بندي انواع فاضلابها
تركيب فاضلاب | ضعيف | متوسط | قوي |
رنگ فاضلاب تازه | خاكستري | خاكستري | خاكستري |
رنگ فاضلاب كهنه | خاكستري مايل به سياه | مايل به سياه | مايل به سياه |
بوي فاضلاب تازه | كهنه و مرطوب | كهنه و مرطوب | كهنه و مرطوب |
بوي فاضلاب كهنه | تخم مرغ گنديده | تخم مرغ گنديده | تخم مرغ گنديده |
درجه حرارت | 55-90 فارنهايت | 55-90 فارنهايت | 55-90 فارنهايت |
مجموع مواد جامد | 450 ميليگرم در ليتر | 800 ميليگرم در ليتر | 1200 ميليگرم در ليتر |
مواد جامد فرار | 250 ميليگرم در ليتر | 425 ميليگرم در ليتر | 800 ميليگرم در ليتر |
مواد معلق | 100 ميليگرم | 200 ميليگرم در ليتر | 275 ميليگرم در ليتر |
مواد معلق فرار | 75 ميليگرم در ليتر | 130 ميليگرم در ليتر | 200 ميليگرم در ليتر |
مواد قابل ته نشيني | 2 ميليگرم در ليتر | 5 ميليگرم در ليتر | 7 ميليگرم در ليتر |
PH | 5-6 | 5/7 | 8 |
ازت كل | 15ميليگرم در ليتر | 40 | 60 |
ازت آلي | 10 ميليگرم در ليتر | 25 | 40 |
فسفات كل | 5 ميليگرم در ليتر | 15 | 30 |
تعداد كل باكتريها | 108 در 100 ميليليتر | 108*30 | 108* 100 |
تعداد كليفرمها | 106 در 100 ميلي ليتر | 106 *30 | 106 *100 |
BOD | 100 | 200 | 450 |
اگر بترتيب V1 و V2وV3 و…Vm دبي فاضلاب در ساعات نمونهبرداري باشد و حجمي از فاضلاب كه براي آزمايش مورد نياز است 200 ميلي ليتر تعيين شده باشد. بايد به نسبت و و …. هر نمونه را برداشته و از اختلاط آنها نمونه واحد و مخلوطي تهيه و مورد آزمايش قرار داد.
مهمترين عواملي كه در تعيين شدت آلودگي فاضلاب يا پساب دخالت دارد و اندازهگيري آنها در آزمايشگاه نهايت ضرورت را خواهد داشت. تعيين مقادير BOD (Biochemical oxygen Demand) و COD(Demand Oxygen Chemical ) و (Permangnat Value ) ميباشد چون اندازه گيري BOD در تصفيه آزمايشگاه عملاً پنج روز بطول ميانجامد. لذا آنرا به BOD5 نمايش ميدهند.
بنابراين تعريف كلي BOD5 خواهد بود: (اكسيژن لازم براي اكسيداسيون آلودگيهاي فاضلاب بطريقه بيولوژيكي) COD نيز كه تعريف آن عبارت است از: (اكسيژن لازم براي اكسيداسيون آلودگيهاي فاضلاب بطريقه شيميايي). در زماني حداكثر 2 ساعت تعيين ميگردد.
از اين رو در آزمايشگاهها ترجيح ميدهند براي اطلاع از شدت آلودگي فاضلاب يا پساب اغلب به اندازهگيري COD اكتفا شود. چون در فاضلاب شهري و قسمت مهمي از پسابهاي صنعتي نسبت حدود 5/1 تا 2 است با اندازهگيري COD براحتي BOD5 را با تقريبي قابل قبول محاسبه ميكنند. ممكن است بجاي استفاده از نسبت مذكور بعد از تعيين COD از منحنيهايي كه نسبت بين COD و BOD را تعيين نموده است براي محاسبه BOD5 استفاده كنند.
فرمول ديگري كه در تعيين شدت آلودگي بكار ميرود فرمول Mcgowan نام دارد:
P 5/6+N 5/4= شدت آلودگي
در اين رابطه N معادل ازت آمونياكي و آلي بحسب قسمت در 100000 و P معادل پرمنگنات مصرفي در محيط اسيدي و 27 درجه سانتيگراد جهت اكسيداسيون مواد آلي بحسب قسمت در 100000 است، ضريب 5/4 ميزان اكسيژن مصرفي جهت اكسيداسيون به نيترات است و ضريب 5/6 راكلرو ـ سولفات ـ كلسيم ـ منيزيم به همان اندازه كه در آب آشاميدني موجود است.
N پسابهاي صنعتي را برقم 4 تقليل ميدهند، فاضلابها را بر حسب BOD5 و فرمول Mcgowan به ترتيب زير طبقهبندي كردهاند:
جدول 2-1 طبقه بندي فاضلابها برحسب BOD5درفرمول MCGOWAN
نوع فاضلاب | ميلي گرم در ليتر BOD5 | طبقهبندي Mcgowan |
ضعيف | 210 | 60 |
متوسط | 250 | 100 |
قوي | 600 | 170 |
رابطه بين مقدار ميليگرم در ليتر BOD5 و شدت آلودگي برحسب طبقه فرمول Mcgowan به قسمت در 100000 به شرح جدول زير خواهد بود:
جدول 3-1شدت آلودگي برحسب فرمول MCGOWAN
ميلي گرم در ليتر BOD5 طبقهبندي Mcgowan قسمت در 100000 | ميلي گرم در ليتر BOD5 طبقهبندي Mcgowan قسمت در 100000 |
840 240 | 455 130 |
805 230 | 420 120 |
770 220 | 385 110 |
735 210 | 350 100 |
700 200 | 315 90 |
665 190 | 280 80 |
630 180 | 245 70 |
595 170 | 310 60 |
560 160 | 175 50 |
525 150 | |
490 140 |
در بيشتر كشورها بجاي پرمنگنات از پرمنگنات در محيط اسيدي و 28 درجه سانتيگراد براي تعيين اكسيژن لازم براي اكسيداسيون مواد آلي فاضلاب استفاده مينمايند، طبقهبندي فاضلاب با توجه به اين نوع مطلب در جدول زير آمده است.
جدول 4-1طبقه بندي فاضلابها برحسب پرمنگنات
نوع فاضلاب | پرمنگنات مصرفي ميليگرم در ليتر |
ضعيف | 50 |
متوسط | 100 |
قوي | 250 |
در فاضلابها و پسابها علاوه بر BOD5 و COD مقدار مواد معلق يا SS (Suspended Solid ) كه در طراحي تصفيهخانهها اهميت خاصي دارد بايد در نمونههاي اخذ شده ساعتي مورد آزمايش قرار گيرد.
پسابهاي صنعتي ممكن است شامل قسمتهاي زير باشد:
1ـ پسابهاي حاصل از شستشوي ماشين آلات و مواد اوليه
2ـ پسابهاي ناشي از روشهاي توليد محصولات صنعتي
3ـ فاضلاب فعاليت پرسنل كارخانه
نشد آبها مخصولاً در نقاطي كه سطح آبهاي زيرزميني بالا است از اهميت بيشتري برخوردار خواهد بود،
مهمترين آلودگيهاي حاصل از اثر دفع نادرست پسابهاي صنعتي عبارتند از:
ـ مواد آلي و آلوده كننده كه باعث مصرف اكسيژن محلول محيط دريافت كننده ميشود.
ـ عوامل بيماريزا
ـ تركيبات آلي شيميايي
ـ مواد غذايي گياهي
ـ مواد معدني
ـ رسوبات
ـ نفت و روغن
ـ حرارت
ـ مواد راديواكتيو
از كل مواد جامد موجود در فاضلاب 30 درصد آن معلق و 70 درصد آن مواد آلي است. مواد آلي فاضلاب شامل 10 درصد چربي و روغن ـ25 درصد كربوهيدراتها و 65 درصد پروتئين است.
مطالب فوق در جدول شماره (5-1) نشان داده شده است، ضمناً جدول (6-1) اهم بيماري ناقله بوسيله فاضلاب را نشان ميدهد.
ضمناً به منظور مقايسه كيفيت فاضلاب شهري در نقاط مختلف جهان با آنچه كه در شهر تهران در نتيجه نمونهبرداري مكرر و انجام آزمايشات در طول مسير مطالعات فاز اول فاضلاب تهران بدست آمده به جدول (5-1) كه نشان دهنده تركيب فاضلاب در كشورهاي جهان اشاره ميكنيم.
جدول5-1 تركيبات فاضلاب شهري
پایان نامه پتروشيمي